自动喷淋灭火系统

1第五章自动喷水灭火系统5.1系统组成自动灭火系统是一种在发生火灾时，能自动打开喷头喷水灭火并同时发出火警信号的消防灭火设施，系统在火灾发生后能通过各种方式自动开启，并能同时通过加压设备将水送入管网维持喷头洒水灭火一定时间。该系统是当今世界上公认的最为有效、应用最广泛的自救灭火设施，具有安全可靠、经济实用、灭火成功率高等优点。自动喷水灭火系统由洒水喷头、报警阀组、水流报警装置（水流指示器或压力开关）等组件，以及管道、供水设施组成。5.2系统分类及其工作原理自动喷水灭火系统的分类根据被保护现场所需的气象条件、对被保护场所的保护目的、可燃物类别和火灾燃烧特性、空间环境和喷头特性等因素综合确定。常用的自动喷水灭火系统可分为闭式自动喷水灭火系统和开式自动喷水灭火系统。闭式自动喷水灭火系统可分为：湿式系统、干式系统、预作用系统等，是采用带温感释放器的闭式洒水喷头的自动喷水灭火系统，失火时热气流融化喷头的温感释放器而进行洒水灭火。5.2.1闭式系统5.2.1.1湿式系统（1）系统组成湿式系统由湿式报警阀组、闭式喷头、水流指示器、控制阀门、末端试水装置、管道和供水设施等组成。系统的管道内充满有压水，一旦发生火灾，2喷头动作后立即喷水。（2）工作原理火灾发生的初期，建筑物的温度随之不断上升，当温度上升到以闭式喷头温感元件爆破或熔化脱落时，喷头即自动喷水灭火。该系统结构简单，使用方便、可靠，便于施工，容易管理，灭火速度快，控火效率高，比较经济，适用范围广，占整个自动喷水灭火系统的75%以上，适合安装在能用水灭火的建筑物、构筑物内。图5-2-1湿式系统原理图（3）适用范围在环境温度不低于4℃、不高于70℃的建筑物和场所（不能用水扑救的建筑物和场所除外）都可以采用湿式系统。该系统局部应用时，适用于室内最大净空高度不超过8m、总建筑面积不超过1000㎡的民用建筑中的轻危险3级或中危险级Ⅰ级需要局部保护的区域。5.2.1.2干式系统（1）系统组成干式系统是报警阀后充满压力气体的灭火系统，系统由闭式喷头、管道系统、干式报警阀组和供水设施、补气装置等组成。（2）工作原理干式系统与湿式类似只是控制信号阀的结构和作用原理不同，配水管网与供水管间设置干式控制信号阀将它们隔开，而在配水管网中平时充满着有压力气体用于系统的启动。发生火灾时，喷头首先喷出气体，致使管网中压力降低，供水管道中的压力水打开控制信号阀而进入配水管网，接着从喷头喷出灭火。不过该系统需要多增设一套充气设备，一次性投资高、平时管理较复杂、灭火速度较慢。图5-2-2干式系统原理图（3）适用范围4干式系统适用于环境温度低于低于4℃和高于70℃的建筑物和场所，如不采暖的地下车库、冷库等。5.2.1.3预作用式系统（1）系统组成预作用式系统与干式系统一样为喷头常闭的灭火系统。系统由火灾探测系统、闭式喷头、水流指示器、预作用报警阀组，以及管道和供水设备等组成。（2）工作原理预作用系统在准工作状态时报警阀后配水管道内也不充水，而充以有压或无压的气体，配套设火灾自动报警系统。发生火灾时，由感烟火灾探测器报警，同时发出信息开启报警信号，报警信号延迟30s，证实无误后，自动启动预作用报警阀，向喷水管网中自动充水，转为湿式系统。温度再升高，喷头的闭锁装置脱落，喷头即自动喷水灭火。平时补气维持管道内气压，是为了发现管网和喷头是否漏气，以便及时检修，避免系统误充水时漏水，造成水渍污染。（3）适用范围1）系统处于准工作状态是严禁管道漏水；2）严禁系统误喷；3）替代干式系统。5.2.2开式系统采用开式洒水喷头的自动喷水灭火系统，包括：雨淋系统、水喷雾系统、水幕系统。（1）雨淋系统5由火灾自动报警系统或传动管控制，自动开启雨淋报警阀和启动供水泵后，向开式洒水喷头供水的自动喷水灭火系统。亦称开式系统。（2）水喷雾系统由水源、供水设备、管道、雨淋报警阀组、过滤器、水雾喷头和报警装置等组成，向保护对象喷射水雾灭火或防护冷却的灭火系统。（3）水幕系统由开式洒水喷头或水幕喷头、雨淋报警阀组或感温雨淋阀，以及水流报警装置（水流指示器或压力开关）等组成，用于档烟阻火和冷却分隔物的喷水系统。5.3系统选择及分区划分5.3.1系统选择根据各类系统的工作原理及适用范围，本设计应选用闭式系统中的预作用式自动喷水灭火系统。（1）系统设置要求1）预作用系统一个报警阀控制的喷头数不宜大于800只。2）系统的配水管道充水时间不宜大于2min。在工程实践中，一般一个报警阀控制配水管道的容积宜在1500L以内，当在正常的气压下，打开末端试水装置在60s内出水时，系统管网的最大容积不宜超过3000L。3）预作用系统当需利用有压气体检测管道严密性时，配水管道内气压值宜为0.035~0.05MPa。充气前应先注入少量的清水封闭预作用阀口，以防漏气；当管道充水时，应停止气泵运行。5.3.2分区划分本设计把每层分别单独作为一个报警喷淋区域，共四个报警喷淋区域，满足6火灾自动喷水灭火系统设计规范的规定。5.4系统水力计算5.4.1系统设置场所火灾危险等级设计防火规范将建筑物、构筑物火灾危险等级分为四级，即轻度危险、中度危险、严重危险等级及仓库危险等级，其中中度危险级和严重危险级又分为Ⅰ、Ⅱ级；仓库危险级分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级。表5-4-1-1设置场所火灾危险等级举例火灾危险等级设置场所举例轻危险级建筑高度为24m及以下的旅馆、办公楼；仅在走道设置闭式系统的建筑等中危险级Ⅰ级（1）高层民用建筑：旅馆、办公楼、综合楼、邮政楼、金融电信楼、指挥调度楼、广播电视楼（塔）等。（2）公共建筑（含单、多高层）：医院、疗养院；图书馆（书库除外）、档案馆、展览馆；影剧院、音乐厅和礼堂及其他娱乐场所；火车站和飞机场及码头的建筑；总建筑面积小于5000m2的商场、总建筑面积小于1000m2的地下商场等。（3）文化遗产建筑：木结构古建筑、国家文物保护单位等。（4）工业建筑：食品、家用电器、玻璃制品等工厂的备料与生产车间等；冷藏库、钢屋架等建筑构件。Ⅱ级（1）民用建筑：书库、舞台（葡萄棚架除外）、汽车停车场、总建筑面积超过5000m2及以上的商场、总面积超过1000m2及以下的地下商场等。（2）工业建筑：棉毛麻丝及化纤的纺织、织物及制品、木材木器及胶合板、谷物加工、烟草及制品、饮用酒（啤酒除外）、皮革及制品、造纸及纸制品、制药等工厂的备料与生产车间。严重危险级Ⅰ级印刷厂、酒精制品、可燃液体制品等工厂的备料和生产车间等Ⅱ级易燃液体喷雾操作区、固体易燃物品、可燃的气溶胶制品、溶剂、油漆、沥青制品等工厂的备料与生产车间、摄影棚、舞台葡萄架下部仓库危险级Ⅰ级食品、烟酒；木箱、纸箱包装的不燃难燃物品Ⅱ级木材、纸、皮革、谷物及制品；棉毛麻丝化纤制品；家用电器、电缆、塑料及其制品；钢塑混合材料制品、各种塑料瓶盒包装的不燃物品及各类物品混杂储存的仓库等。Ⅲ级塑料与橡胶及其制品：沥青制品等7综上所述，此邮电大楼的危险级别属于中度危险Ⅰ级。5.4.2系统设计参数自动喷水灭火系统的设计，应保证被保护建筑物的最不利点喷头有足够的喷水强度。各危险等级的设计喷水强度、作用面积和喷头设计压力应符合相关规定。民用建筑和工业厂房的系统设计参数不应低于表5-4-2-1的规定。表5-4-2-1民用建筑和工业厂房的系统设计参数火灾危险等级净空高度（m）喷水强度（L/min.m2）作用面积（m2）轻危险级≤84160中危险级Ⅰ级6160Ⅱ级8严重危险级Ⅰ级12260Ⅱ级16注：系统最不利点处喷头的工作压力不应低于0.05Mpa。此邮电大楼为中度危险Ⅰ级，楼层净空高度8m，所以喷水强度为6L/min.m2，喷头作用面积为160m2。（1）仅在走道设置单排喷头的闭式系统，其作用面积应按最大疏散距离所对应的走道面积确定。（2）装设网格、栅板类通透性吊顶的场所，系统的喷水强度应按表5-4-2-1规定值的1.3倍确定。5.4.3喷头布置喷头是自动灭火系统的主要组件。自动喷水灭火系统的火灾探测性能和灭火性能主要体现在喷头上。喷头在火灾时主要有两个作用过程，首先是探测火灾，然后在保护面积上进行喷水以控制和扑灭火灾。因此选用并合理布置喷头，对系统有效灭火至关重要。闭式喷头是指带有热敏感元件的喷头，8其喷水口由热敏感元件组成的释放机构封闭。在闭式系统中，闭式喷头担负着探测火灾，启动系统和喷水灭火的任务，是系统的关键组件。（1）布置原则喷头的水平布置间距应根据不同的火灾危险等级及设计参数确定。布置形式可采用正方形、矩形、菱形的布置方式，宽度不超过3.6的走道或房间仅布置单排碰头。喷头布置的一般原则是：1）满足喷头的水力特性和布水特性的要求，喷头的布置应不超出其最大保护面积。2）喷头布置应设在顶板或吊顶下易于接触到火灾热气流并有利于均匀喷洒水量的位置，应防止障碍物屏障热气流和破坏洒水分布。3）喷头的布置应均匀洒水和满足设计喷水强度的要求。4）喷头的布置应不超出其最大保护面积以及喷头最大和最小间距。最大面积一般由规范或认证确定，而最小面积一般由最低工作压力和最小间距确定。本设计的布置形式选择矩形布置。（2）直立、下垂型标准喷头1）直立型，下垂型喷头的布置，包括同一根配水支管上喷头的间距及相邻配水支管的间距，应根据系统的喷水强度、喷头的流量系数和工作压力确定，并不应大于表5-4-3-1的规定，且不宜小于1.8m。9表5-4-3-1同一根配水支管上喷头的间距及相邻配水支管的间距喷水强度（L/min.m2）正方形布置的边长（m）矩形或平行四边形布置的长边边长（m）一只喷头的最大保护面积（m2）喷头与端墙的最大距离（m）44.44.520.02.263.64.012.51.883.43.611.51.7≥123.03.69.01.5注：1、仅在走道设置单排喷头的闭式系统，其喷头间距应按走道地面不留漏喷空白点确定。2、喷水强度大于8L/min.m2时，宜采用流量系数K＞80的喷头。3、货架内置喷头的间距均不应小于2m，并不应大于3m。2）除吊顶型喷头及吊顶下安装的喷头外，直立型、下垂型标准喷头，其溅水盘与顶板的距离，不应小于75mm，不应大于150mm。3）直立型喷头的安装，其框架臂应与配水支管的方向一致，其他直立型喷头也应符合该规定。（3）标准边墙型喷头边墙型标准喷头的最大保护跨度与间距，应符合表5-4-3-2的规定：表5-4-3-2边墙型标准喷头的最大保护跨度与间距(m)设置场所火灾危险等级轻危险级中危险级Ⅰ级配水支管上喷头的最大间距3.63.0单排喷头的最大保护跨度3.63.0两排相对喷头的最大保护跨度7.26.0注：1、两排相对喷头应交错布置；2、室内跨度大于两排相对喷头的最大保护跨度时，应在两排相对喷头中间增设一排喷头。（4）最不利点喷头流量HKq10(5-1)10式中：q——喷头流量，L/min；K——喷头流量特性系数，(标准喷头K=80)；H——喷头工作压力，Mpa。最不利点处喷头压力不小于0.05Mpa，所以取最不利点处喷头的工作压力为0.08Mpa。所以，HKq10=80×08.010=71.55L/min（5）每只喷头的保护面积DqAs（5-2）式中：sA——每只喷头的保护面积，m2；q——最不利点喷头流量L/min；D——设计喷水强度，L/(min.m2)，本设计中，D=6L/(min.m2)。所以，655.71DqAs11.9m2，小于表5-4-3-1中的12.5m2，符合规定。(6)确定喷头布置间距a、bR=/sA=14.3/9.11=1.95m,则喷头布置间距：a=R=1.95m,b=3R=95.13=3.38m,喷头与墙面的最大距离为1.8m。(7)走廊上布置时满足地面不留空隙：2222bRS（5-3）11式中：S——走廊上布置时的喷头间距，m；R——喷头保护半径，m；b——走廊宽度，m。根据资料及平面图纸得，走廊宽度为2.1m；所以，走廊上布置时的喷头间距为：2222bRS=2221.295.12=3.29m。5.4.4管网布置每根配水支管最多允许安装喷头个数，